JPS63284523A - 薄膜トランジスタアレ−の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は液晶等と組み合わせることによって画像表示装
置を構成する薄膜トランジスタアレーの製造方法に関す
るものである。

従来の技術 近年、画像表示装置の平面化への期待が高まっており、
この分野の研究開発も非常に活発に行われている。その
中でも液晶を用いたフラットディスプレイは商品化も進
められ有望視されている。

液晶をもちいたフラットディスプレイの一つに半導体ス
イッチング素子と液晶光学素子より成る単位絵素を二次
元のマトリクス状に配列する方法がある。第３図はその
等価回路を示し、１４はＭＩ　Ｓ　（Ｍｅｔａｌ−１ｎ
ｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）　トラ
ンジスタ、１５は液晶セル、２は走査信号線、５は映像
信号線である。走査信号線２にＭＩＳトランジスタがＯ
Ｎするように順次ゲート信号を印加し、映像信号線５よ
りゲート１ラインに対応した映像信号を液晶セル１５に
書き込ませる線順次走査によってＣＲＴと同等の機能が
賦与される。

Ｍｉｓ）ランジスタ１４は単結晶シリコン、多結晶シリ
コン、非晶質シリコンまたは化合物半導体等を半導体層
として用いて作製される。ここでは低価格化と大面積化
が比較的容易と言われている非晶質シリコンを半導体層
として用いる場合の液晶ディスプレイの製造方法につい
て、特開昭５９−９９６２号公報に示されているものを
例として説明する。第１図はこのディスプレイのアレー
基板の平面図を示し、第２図（ａ）は第１図に示された
基板を用いた液晶ディスプレイを示し、第１図のＡ−Ａ
　’線断面に相当する液晶ディスプレイ部の断面図であ
る。

まず、ガラス板７上に透明導電層１を選択的に被着形成
し、その後全面に第一の透明絶縁層として例えば酸化シ
リコン層８を被着する。次いでゲート電極と走査信号線
を兼ねる第一の金属層２を例えばＭｏで選択的に被着形
成する。その後、全面に第二の透明絶縁層９として例え
ば窒化シリコン層をプラズマＣＶＤ法により形成し、さ
らにドナーまたはアクセプターとなる不純物をほとんど
含まない島状の非晶質シリコン層３を選択的に被着形成
する。引き続き窒化シリコン層９と酸化シリコン層８に
例えば弗酸系のエツチング液を用いて開口部４を形成し
、透明導電層１の一部を露出する。このとき図示はしな
いが、この薄膜トランジスタアレーの端部では走査信号
線２上の窒化シリコン層９にも開口部が形成される。そ
して映像信号線とＭｉｓ）ランジスタのソースを兼ねる
第二の金属層５及びＭＩＳトランジスタのドレインと開
口部４を介して透明導電層１とを接続する第二の金属層
６が例えばＡ１により選択的に被着形成される。

上述の薄膜トランジスタアレーと一生面上に第二の透明
導電層１１を被着したガラス板１０の両方にポリイミド
樹脂を塗布し硬化させた後、配向処理を行い、液晶１２
として例えばツイスト・ネマチック液晶を両基板間に封
入し、さらに上下に偏光板１３を配置すれば良い。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような方法では、開口部４形成する
ために窒化シリコン層９と酸化シリコン層８を弗酸系の
エツチング液例えば、ＮＨａＦ：ＨＦ＝６：１でウェッ
トエツチングしようとすると、被着条件にもよるが窒化
シリコンより酸化シリコンのエツチング速度が４〜５倍
以上も速いため第６図に示すごと（、下層の酸化シリコ
ン層８がオーバーエツチングされ、オーバーハングが形
成される。このオーバーハングのため第二の金属層５の
ステップカバレージが悪（なったり、オーバーハング部
分に薬液が残留し腐食の原因に、もなり、ＭＩＳトラン
ジスタのドレインを兼ねる第二の金属層６と透明導電層
との電気的接続及び図示はしていないが走査信号線２の
取り出し電極を兼ねる第二の金属層と走査信号線２との
電気的接続に不良が生じ、画素の欠陥（点欠陥）や−走
査信号線全線にわたる画素の欠陥（線欠陥）が生じると
いう問題点を有していた。これらの欠陥は画像表示装置
としては致命的である。

本発明はかかる点に鑑み、良好な開口部を得て、電気的
接続不良の少なく、歩留まりの高い薄膜トランジスタア
レーの製造方法を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は、前述の問題点を解決するため、絶縁性基板上
に透明導電層を選択的に形成し、透明導電層上に第一の
透明絶縁層この上にトランジスタのゲート電極となる第
一の金属層を選択的に形成し、第一の金属層上に第二の
透明絶縁層を介して馬上半導体層を選択的に形成し、透
明絶縁膜上に形成された第一及び第二の透明絶縁層に開
口部を形成し、島状半導体層上で第一の金属層と一部重
なり合うように選択的に形成された一対の対二の金属層
の一方が前記開口部を介して電気的に接触する構造を形
成する薄膜トランジスタアレーの製造において、第一の
透明絶縁層及び第二の透明絶縁層をエツチングして開口
部を設ける際に、弗化炭素または弗化炭素の弗素の一部
が水素に置換された構造のガスを含む反応性ガスを用い
たリアクティブイオンエッチングによってエツチングす
る。

作用 本発明は前記した方法によりエツチングすると、窒化シ
リコンよりも酸化シリコンのエツチング速度の方が遅い
ため開口部にオーバーハングが生ぜず、良好なコンタク
トが形成され、ＭＩＳ薄膜トランジスタのドレインを兼
ねる第二の金属層と透明導電層との電気的接続及び走査
信号線の取り出し電極を兼ねる第二の金属層と走査信号
線との電気的接続の不良が低減され、歩留まりの高い薄
膜トランジスタアレーが製造できる。

実施例 本発明の一実施例の方法を第２図の薄膜トランジスタ アレーの断面図を用いて説明する。

まず、ガラス板７上に透明導電層１として例えばＩ　Ｔ
　Ｏ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ　）を選択的
に被着形成し、その後全面に第一の透明絶縁層８として
例えば酸化シリコンを被着する。次いでゲート電極と走
査信号線を兼ねる第一の金属層２を例えばＣｒで選択的
に被着形成する。その後プラズマＣｖＤ法により全面に
第二の透明絶縁層９セして例えば窒化シリコンを形成し
、ドナーまたはアクセプタとなる不純物をほとんど含ま
ない島状の非晶質シリコン半導体層３を選択的に被着形
成する。引き続き第２図（ｂ）に示すごとく、窒化シリ
コン層９と酸化シリコン層８上に通常のフォトリソグラ
フィー法で開口部を有するレジストパターン２０を形成
し、例えば、平行平板型のリアクティブイオンエッチン
グ装置にて、例えば、ＣＦａを２７　ＳＣＣＭ、０２を
３　ＳＣＣＭの流量で、圧力を４００ｍＴｏｒｒに保ち
３５０誓のパワーでエツチングすると窒化シリコン９及
び酸化シリコン８のエツチング速度はそれぞれ、６００
０Ａ／分、２０００Ａ／分となり、オーバーハングは生
ぜずに開口部４が形成され、透明導電層１の一部が露出
する。この時、図示はしないが、この薄膜トランジスタ
アレーの端部では走査信号線２上の窒化シリコン層９に
も開口部が形成される。そして、映像信号線とＭＩＳト
ランジスタのソースを兼ねる第二の金属層５およびＭＩ
Ｓトランジスタのドレインと開口部４を介して透明導電
層１とを接続する第二の金属層６が例えば、ＡＩにて選
択的に被着形成され、同時に前述した薄膜トランジスタ
アレ一端部の開口部を介して走査信号線２の取り出し電
極も形成される。

この後、本発明による薄膜トランジスタアレーを用いて
液晶ディスプレイが構成される。

以上のように、開口部４を形成する際に、例えば、平行
平板型リアクティブイオンエツチング装置を用いて、例
えば、ＣＦ４を２７ＳＣＣＭ、０２を３　ＳＣＣＭの流
量で４００ｍＴｏｒｒに保ち、３５０Ｗのパワーでリア
クティブイオンエツチングすると窒化シリコン９よりも
酸化シリコン８のエツチング速度の方が遅いため開口部
にオーバーハングが生ぜず、良好なコンタクトが形成さ
れ、ＭＩＳ）ランジスタのドレインを兼ねる第二の金属
層６と透明導電層との電気的接続及び図示はしていない
が走査信号線２の取り出し電極を兼ねる第二の金属層と
走査信号線２との電気的接続の不良が低減され、歩留ま
りの高い薄膜トランジスタアレーが製造できる。この実
施例を用いた試作結果と従来例による試作結果を第４図
に示す。この表から従来例のウェットプロセスを用いた
場合よりも点欠陥の個数が非常に減少し、本発明による
製造方法が非常に有効であることが判る。

尚、上記実施例では、島状半導体層に保護層は設けなか
ったが、島状半導体層上に半導体保護層として、例えば
、窒化シリコンを選択的に形成することもできる。また
、画質を向上させるために補助容量となる電極の一方を
例えば第一の金属層と同レベルに設け、第一の透明絶縁
層を介して第一　１０− −の透明導電層をもう一方の補助容量電極とすることに
より補助容量を付加することもできる。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば開口部のオーバーハ
ングを防止することにより良好な電気的コンタクトが得
られ、歩留まりの高い薄膜トランジスタアレーを製造す
ることが出来て、その実用上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は液晶ディスプレイにおける薄膜トランジスタア
レ一部の概略平面図、第２図（ａ）は液晶ディスプレイ
の概略断面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）におけるト
ランジスタの開口部の形成工程断面図、第３図は液晶デ
ィスプレイの等価回路図、第４図は本発明による一実施
例と従来例の試作による点欠陥の比較図、第５図は従来
の開口部形成工程断面図である。 １・・・第一の透明導電層、２・・・第一の金属層（走
査信号線）、３・・・非晶質シリコンを主成分とする島
状半導体層、４・・・開口部、５・・・第二の金属層（
映像信号線）、６・・・第二の金属層（ドレイン電極）
、７・・・ガラス基板、８・・・第一の透明絶縁層、９
・・・第二の透明絶縁層、１０・・・ガラス基板、１１
・・・第二の透明導電層、１２・・・液晶層、１３・・
・偏向板、１４・・・ＭＩＳ）ランジスタ、１５・・・
液晶セル。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名第２図 ４聞り椰 第３図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁性基板上に透明導電層を選択的に形成し、前
   記透明導電層上に第一の透明絶縁層を形成し、前記第一
   の透明絶縁層上にトランジスタのゲート電極となる第一
   の金属層を選択的に形成し、前記第一の金属層上に、第
   二の透明絶縁層を介して島状半導体層を選択的に形成し
   、前記透明導電層上に形成された第一及び第二の透明絶
   縁層に開口部を形成し、前記島状半導体層上で前記第一
   の金属層と一部重なり合うように選択的に形成された一
   対の第二の金属層の一方が前記開口部を介して電気的に
   接触する構造を形成する方法において、前記開口部は、
   前記第一及び第二の透明絶縁層を少なくとも弗化炭素ま
   たは弗化炭素の弗素の一部が水素に置換された構造のガ
   スを含む反応性ガスを用いたリアクティブイオンエッチ
   ングによってエッチングすることにより形成することを
   特徴とする薄膜トランジスタアレーの製造方法。
2. （２）第一の透明絶縁層が酸化シリコン、前記第二の透
   明絶縁層は窒化シリコンであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の薄膜トランジスタアレーの製造
   方法。
3. （３）反応性ガスが少なくともＣＦ＿４とＯ＿２を含む
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の薄膜ト
   ランジスタアレーの製造方法。